1859年9月1日，英國(guó)天文學(xué)家Richard C.Carrington和Richard Hodgson分別獨(dú)立觀測(cè)到太陽表面的局部突然增亮現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被太陽物理學(xué)家稱之為“flare”，中文譯名“耀斑”。隨著觀測(cè)儀器的不斷進(jìn)步，對(duì)太陽耀斑的觀測(cè)研究已經(jīng)進(jìn)入了多波段、高空間分辨率、高時(shí)間分辨率和高譜分辨率的階段。

觀察太陽耀斑的光變曲線，會(huì)發(fā)現(xiàn)光變輪廓具有明顯的先上升(上升相)后下降(下降相)特征。一般來說，耀斑的上升相代表了太陽磁場(chǎng)能量通過磁重聯(lián)過程快速釋放的過程，而其下降相則代表了耀斑源區(qū)的逐漸冷卻過程。因而，耀斑的上升相和下降相的特征時(shí)標(biāo)，對(duì)耀斑研究具有非常重要的物理意義。

無獨(dú)有偶，在對(duì)恒星光變曲線的研究中，也發(fā)現(xiàn)了類似的突然增亮現(xiàn)象，也被稱作“flare”。由于恒星缺少空間分辨率的觀測(cè)，恒星天文學(xué)家將其譯為“耀發(fā)”。雖然恒星耀發(fā)的研究歷史也很悠久，但是累計(jì)觀測(cè)到的恒星耀發(fā)的樣本數(shù)并不多，而類太陽恒星的耀發(fā)樣本就更少了。Kepler空間望遠(yuǎn)鏡在2009年發(fā)射升空之后，對(duì)特定天區(qū)進(jìn)行了持續(xù)的測(cè)光觀測(cè)，獲取了大批量恒星的光變曲線，為類太陽恒星耀發(fā)的研究提供了大量樣本，尤其是其中的高頻采樣(short-cadence，簡(jiǎn)稱SC)數(shù)據(jù)，帶來了耀發(fā)光變輪廓的大量豐富信息。典型的類太陽恒星耀發(fā)光變輪廓

KIC 4543412恒星上一次耀發(fā)的精細(xì)光變輪廓。

Trise代表上升相時(shí)間，

Tdecay代表下降相時(shí)間，數(shù)據(jù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔約為1分鐘

由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)賀晗研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)利用Kepler的SC數(shù)據(jù)，選取恒星參數(shù)與太陽接近的20顆有顯著耀發(fā)活動(dòng)的類太陽恒星，從光變曲線中識(shí)別出184個(gè)恒星耀發(fā)樣本，基于耀發(fā)的光變輪廓確定了每個(gè)耀發(fā)樣本的上升相和下降相時(shí)間，然后對(duì)耀發(fā)的上升相時(shí)間和下降相時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示，類太陽恒星耀發(fā)的上升相時(shí)間中位數(shù)為5.9分鐘，下降相時(shí)間中位數(shù)為22.6分鐘。這一結(jié)果與太陽耀斑的時(shí)標(biāo)一致，因而支持兩者具有相同的物理機(jī)制。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，類太陽恒星耀發(fā)樣本的上升相和下降相時(shí)間均符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，表現(xiàn)為尖頭–長(zhǎng)尾的分布形態(tài)，該分布通過了Kolmogorov–Smirnov檢驗(yàn)，置信水平為0.95。這一結(jié)果為恒星耀發(fā)特征時(shí)間分析提供了一種新的思路，可作為未來此類研究的基準(zhǔn)，用于比較各類恒星上耀發(fā)時(shí)間的分布規(guī)律。此外，該分布結(jié)果可以作為系外行星大氣建模的輸入因子，對(duì)分析恒星耀發(fā)活動(dòng)施加于系外行星大氣的影響以及系外行星的宜居性具有重要意義。

本研究工作以快報(bào)(Letter)的形式發(fā)表于國(guó)際重要天文學(xué)期刊《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》(MNRAS: Letters, 2021, 505, L79-L83)，論文審稿人評(píng)價(jià)該工作是“重要且有趣的(important and interesting)”。《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》由英國(guó)牛津大學(xué)出版社出版，已有190多年的歷史，1859年Carrington和Hodgson發(fā)現(xiàn)太陽耀斑的論文即發(fā)表于該刊。

論文作者成員來自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)、南京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院新疆天文臺(tái)、貴州大學(xué)和美國(guó)新澤西理工大學(xué)，國(guó)家天文臺(tái)閆巖博士和賀晗研究員為該論文的共同通訊作者。

關(guān)鍵詞： 天文臺(tái) 科研人員 太陽恒星耀 科學(xué)院